Od zvezd do belih palčkov: Saga o soncu podobni zvezdi

Beli palčki so radovedni predmeti. Majhni in ne zelo masivni (od tod tudi "pritlikavi" del njihovih imen) in sevajo predvsem belo svetlobo. Astronomi jih imenujejo tudi "degenerirani škratje", ker so res ostanki zvezdnih jeder, ki vsebujejo zelo gosto, "degenerirano" snov.

Mnoge zvezde se prelevijo v bele pritlikavke kot del njihove "starosti". Večina od njih se je začela kot zvezde, podobne našemu Soncu. Zdi se mi precej nenavadno, da bi se naše Sonce nekako spremenilo v čudno, skrčljivo mini zvezdo, vendar se bo to zgodilo več milijard let. Astronomi so videli te čudne majhne predmete po celotni galaksiji. Celo vedo, kaj se bo z njimi zgodilo, ko se bodo ohladili: postali bodo črni palčki.

Da bi razumeli bele pritlikavce in kako se oblikujejo, je pomembno poznati življenjske cikle zvezd. Splošna zgodba je precej preprosta. Te velikanske vrele kroglice pregretih plinov tvorijo v oblakih plina in sijejo z energijo jedrske fuzije. Skozi življenje se spreminjajo, skozi različne in zelo zanimive faze. Večino svojega življenja porabijo za pretvorbo vodika v helij in proizvajajo toploto in svetlobo. Astronomi te zvezde narišejo v grafu, imenovanem glavno zaporedje, ki prikazuje, v kateri fazi so v svoji evoluciji.

Ko bodo zvezde postale določena starost, prehodijo v nove faze obstoja. Na koncu umrejo na nek način in za seboj pustijo očarljive dokaze o sebi. Nekaj ​​jih je res eksotična predmeti, ki se resnično razvijajo v ogromne zvezde, kot so npr črne luknje in nevtronske zvezde. Drugi končajo življenje kot drugačen tip predmeta, imenovan beli škrat.

Kako zvezda postane beli škrat? Njegova evolucijska pot je odvisna od njegove mase. Zvezda velike mase - ena z osem ali večkratno maso Sonca v času, ko je na glavnem zaporedju - bo eksplodirala kot supernova in ustvarite nevtronsko zvezdo ali črno luknjo. Naše Sonce ni množična zvezda, zato tudi zvezde, ki so zelo podobne njemu, postanejo beli palčki, kar vključuje tudi Sonce, zvezde manjše od Sonca in druge, ki so nekje med maso Sonca in maso Sonca nadobudneži.

Zvezde z nizko maso (tiste, ki imajo približno polovico Sončeve mase) so tako lahke, da se njihove jedrne temperature nikoli ne segrejejo dovolj, da bi helij zlivali v ogljik in kisik (naslednji korak po zlitju vodika). Ko vodikovega goriva z nizko maso zmanjka, se njegovo jedro ne more upreti teži plasti nad njim in se vse zruši navznoter. Kar ostane od zvezde, se bo nato stisnilo v helijev beli pritlikavec - predmet, sestavljen predvsem iz jeder helija-4

Kako dolgo katera koli zvezda preživi, ​​je neposredno sorazmerna njeni masi. Zvezde z nizko maso, ki postanejo helijeve bele pritlikave zvezde, bi trajale dlje kot starost vesolje da pridejo do svojega končnega stanja. Hladijo zelo, zelo počasi. Zato še nihče ni videl, da bi se popolnoma ohladil, vendar so te čudne zvezde precej redke. To ne pomeni, da ne obstajajo. Obstajajo nekateri kandidati, vendar se običajno pojavljajo v binarnih sistemih, kar kaže na to, da je za njihovo ustvarjanje odgovorna nekakšna množična izguba ali vsaj za pospešitev postopka.

Mi stori videli veliko drugih belih palčkov tam, ki so začeli svoje življenje kot zvezde bolj kot Sonce. Ti beli palčki, znani tudi kot degenerirani škratje, so končne točke zvezd z maso glavnega zaporedja med 0,5 in 8 sončnimi masami. Tako kot naše Sonce tudi te zvezde večino svojega življenja preživijo v svojih jedrih, zlivanjem vodika v helij.

Ko jim zmanjka vodikovega goriva, se jedra stisnejo, zvezda pa se razširi in postane rdeči velikan. Jedro segreva, dokler se helij ne zlije za ustvarjanje ogljika. Ko helija zmanjka, se ogljik začne topiti in ustvarja težje elemente. Tehnični izraz za ta postopek je "postopek trojnega alfa:" dve helijevi jedri se združita, da tvorita berilij, čemur sledi fuzija dodatnega helija, ki ustvarja ogljik.)

Ko je ves helij v jedru zlit, se bo jedro znova stisnilo. Vendar temperatura sredice ne bo postala dovolj vroča, da bi lahko zlila ogljik ali kisik. Namesto tega se "otrdi", zvezda pa vstopi v sekundo rdeči velikan faza. Na koncu se zvezdeve zunanje plasti nežno odpihnejo in tvorijo a planetarno meglico. Za sabo je ogljikovo-kisikovo jedro, srce belega škrata. Zelo verjetno je, da bo naše Sonce začelo ta proces čez nekaj milijard let.

Ko beli pritlikavec preneha proizvajati energijo z jedrsko fuzijo, tehnično ni več zvezda. To je zvezdni ostanek. Še vedno je vroče, vendar ne iz dejavnosti v njenem jedru. Pomislite, da so zadnje faze življenja belega škrata bolj podobne umirajoči žerjavi ognja. Sčasoma se bo ohladilo in sčasoma postalo tako hladno, da bo postalo hladno, mrtvo žerjavico, kot jo nekateri imenujejo "črni škrat". Še nobenega znanega belega škrata še ni dosegel. To je zato, ker traja več milijard in milijard let, da se postopek zgodi. Ker je vesolje stara le približno 14 milijard let, niti prvi beli škratje niso imeli dovolj časa, da bi se popolnoma ohladili, da bi postali črni palčki.

• Vse zvezde se starajo in se sčasoma razvijejo iz obstoja.
• Zelo masivne zvezde eksplodirajo kot supernove in za seboj puščajo nevtronske zvezde in črne luknje.
• Zvezde, kot je Sonce, se bodo razvile v bele palčke.
• Beli pritlikavec je ostanek zvezdnega jedra, ki je izgubil vse svoje zunanje plasti.
• Noben beli palček se v zgodovini vesolja ni popolnoma ohladil.

• NASA, NASA, zamislite.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html.
• "Zvezdna evolucija", www.aavso.org/stellar-evolution.
• „Beli škrat | COSMOS. " Center za astrofiziko in superračunalništvo, astronomija.swin.edu.au/cosmos/W/white pritlikavec.

Uredil Carolyn Collins Petersen.